[發明專利]往復運動和旋轉運動相互轉換的機構及其部件、設備

有效

• 申請號: 201010123138.2
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101813170A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 黎明;黎正中
• 申請（專利權）人: 北京中清能發動機技術有限公司
• 主分類號: F16H21/18
• 分類號: F16H21/18;F01B9/02;F02B75/32;F04B35/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請要求申請人于2009年10月16日提交的申請號為200910236026.5的中國專利申請的優先權。?

技術領域

本發明涉及一種運動轉換機構，具體是涉及一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構。本發明同時涉及組成上述機構的部件，以及使用上述機構獲得的設備。?

背景技術

在機械設備中，在很多場合下需要實現往復運動和旋轉運動之間的相互轉換。例如，往復式內燃機需要將活塞在可燃混合氣體的爆發壓力推動下產生的往復直線運動轉換為曲軸的旋轉運動；與之相反，壓縮機需要將外接電動機帶動的曲軸旋轉轉換為活塞的往復直線運動。上述兩種轉換除了主動件不同外，對機構的運動學要求是一致的，因此，可以實現往復直線運動轉換為旋轉運動的機構，一般也可以用于實現旋轉運動轉換為往復直線運動。?

現有技術下已經提供了若干往復直線運動和旋轉運動相互轉換的機構。通常技術下，采用曲柄連桿機構實現上述轉換。目前大多數內燃機、壓縮機均使用曲柄連桿機構。該機構的特點是，往復直線運動件與旋轉運動件之間需要通過來回擺動的連桿連接，由于連桿的運動是來回擺動，該運動是一種復雜運動，難以進行慣性力的平衡，并且連桿的擺動會增加活塞對運動導軌側壁的側壓力，造成摩擦力的增加，另外，連桿的存在還使該機構在往復運動方向上需要具備一定的長度，使其尺寸難以進一步縮小。?

為了解決上述問題，中國專利文獻CN85100358B公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式內燃機”，中國專利文獻CN1067741C公開了一種“曲柄雙圓滑塊往復活塞式內燃機”，中國專利文獻CN1144880A公開了一種“曲柄多圓滑塊往復活塞式內燃機”。上述內燃機的共同特點，是對通用技術下內燃機的曲柄連桿機構進行了徹底改進，采用具有偏心圓孔的圓滑塊代替連桿。所述偏心圓滑塊呈圓柱形，并且開有平行于圓柱體軸線的偏心圓孔，該偏心圓孔用于穿過曲軸的曲柄銷。該內燃機的活塞包括兩端的冠部和連接兩冠部的導向部，其中導向部上開有圓孔，該圓孔的內徑面和上述圓滑塊的外徑面相配合，稱為圓滑塊容?置孔；所述圓滑塊即安置在活塞導向部上與其外周相配合的圓滑塊容置孔中。當所述活塞受到氣缸中燃燒氣體的推動而在氣缸中往復運動時，所述偏心圓滑塊繞其自身的圓心轉動，并進而帶動曲軸反向轉動，從而將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動，再通過與曲軸連接的旋轉部件向外傳遞功率。上述專利的思想也可以方便的轉用到壓縮機或者抽真空機中，獲得曲柄圓滑塊壓縮機或者曲柄圓滑塊抽真空機。?

由于取消了連桿，其復雜的往復擺動也就被取消，使上述曲柄圓滑塊機構能夠方便地實現慣性力的完全平衡；同樣，由于連桿的擺動而形成的對活塞往復運動的導軌側壁的側壓力也會消失，使活塞往復運動時的摩擦力顯著降低；另外，取消連桿后，可以顯著縮小往復運動方向的尺寸，整個機構的尺寸得以顯著縮小。?

但是，上述運動機構仍然存在一些顯著的缺點，限制了曲柄圓滑塊機構的運用。首先，該機構中圓滑塊設置在活塞的圓滑塊容置孔中，曲柄銷又需要穿過圓滑塊上的偏心孔，使該位置各個零件交匯過于集中，曲柄銷尺寸受到限制，不能進行大負荷傳力。其次，運動時，圓滑塊和曲柄銷的軸承線速度高，而且處于機構深處，不易散熱；另一個問題是，該機構的行程缸徑比受到圓滑塊尺寸的影響，不能很高，有可能使可燃混合氣體每次點燃后產生的爆發壓力無法充分釋放，造成燃油經濟性下降。?

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，該機構無需使用圓滑塊，從而解決了曲柄圓滑塊機構中由于圓滑塊的存在而帶來的種種問題，同時，還可以繼續保留曲柄圓滑塊機構中取消連桿帶來的各種優點。本發明同時提供使用于上述往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的部件，以及使用上述往復運動和旋轉運動相互轉換的機構的內燃機和壓縮機。?

本發明提供的一種往復運動和旋轉運動相互轉換的機構，包括：往復運動件、旋轉運動件以及支撐該機構的機架，所述旋轉運動件包括兩個端軸和連接在兩個端軸之間的動軸，其中，?

所述端軸可旋轉地支撐在機架上，并且兩個端軸的旋轉軸位于同一直線上，所述端軸上開設有動軸頸容置孔，該動軸頸容置孔的軸線與端軸的旋轉軸平行，并且距離該旋轉軸的距離為e；?